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Universidad Nacional Del Altiplano Lab. Ingeniería Mecánica I

Ingeniería mecánica eléctrica Página 1

on

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA I

INFORME DE LABORATORIO Nº 1

TEMA: AFORO DEL RIO COATA DOCENTE: Ing. JULIO CONDORI A. SEMESTRE: VII PRESENTADO POR:

Churata Huaraya Juan

CODIGO: 081626

PUNO – PERU 2012

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA,

ELECTRONICA Y SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA



AFORO DEL RIO COATA

1. RESUMEN.

AFORO DEL RIO COATA

En este ensayo el principal objetivo es de aforar el rio Coata; lo cual se realizo con un molinete de eje

horizontal para luego calcular el caudal de este rio.

Una observación muy importante es que en este informe se trabajo con datos anterior al día en que se tenía

que realizar el ensayo, lo cual no se pudo concluir debido a fallas técnicas de los equipos.

El método que se siguió para el desarrollo y cálculos hechos de este informe, es de acuerdo al Manual del

senamhi “instructivo para realizar aforo a molinete”, que se encuentra resumido en la parte teórica de este

informe.

En el que Los resultados que se obtuvieron es de 309.39 m3/s que fueron sumados todos los caudales de cada

tramo, que fueron un total de 17 tramos.

La forma en que se seccionó el rio Coata fue más o menos de la siguiente manera:

Todos los datos tomados y calculados se resumen en la tabla 1.



RIO

: CO

ATA

AREA

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TAL:

23

6,64

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0,55

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300,

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363

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019

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972

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0,39

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301,

526

1,45

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237

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524

,428

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1,56

162

301,

384

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0,44

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1,17

41,

124

1,28

92,

0910

20,9

26,9

46

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1,78

412

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1,07

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830,

20,

366

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998

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,274

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60,

20,

3216

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1,42

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375

1,17

41,

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1017

,15

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1,28

155

301,

325

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3215

130

1,29

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245

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610

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301,

199

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20,

304

132

301,

132

1,21

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228

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,164

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5769

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603

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30,

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614

1715

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0,6

00

00

00,

302

0,47

52

0,95

0,28

6

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4:0

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RO: N

º 51

687

H

ELIC

E: 1

-122

642



El ensayo realizado fue oportuno en esta época en donde los caudales son considerables a comparación

cuando no hay lluvias y los rio están casi secos. Acorde a ello es el caudal que obtuvimos fue de 309.39 m3/s

que es un resultado aceptable para esta estación del año.

1. OBJETIVO

Aforar el rio Coata en el puente Unocolla

Calcular el caudal del rio Coata

2. FUNDAMENTO TEORICO.

Aforo de un rio

Aforo: conjunto de operaciones para calcular el caudal y demás parámetros.

METODOS DE AFORO CON MOLINETE:

Se debe tener en cuenta algunos conceptos:

VELOCIDAD PUNTO: es una velocidad que se halla en una o dos profundidades de acuerdo a la

profundidad medida del rio en tal punto. Si la profundidad es menor a 1 metro solo tendrá una

velocidad punto; caso contrario se toma dos velocidades.

VELOCIDAD VERTICAL: es una velocidad que podría bien ser igual a la velocidad punto si la profundidad

del rio es menor a 1 metro. En el caso de que la profundidad sea mayor a 1 metro, se tomara como

promedio de las dos velocidades de punto.

VELOCIDAD TRAMO: es una velocidad promedio, de dos velocidades verticales (en un tramo existe 2

velocidades verticales)

VELOCIDAD media: es la velociadad promedio de todas las velocidades verticales.

En un aforo de debe tomar en cuenta lo siguiente:

El tramo del río que se escoja para medir el caudal del agua circulante debe ser aproximadamente recto,

en una distancia de 150 a 200 metros, tanto aguas arriba como aguas abajo de la estación de aforo. En

este tramo recto, no debe confluir ninguna otra corriente de agua, ni existir pérdidas o derivaciones del

recurso.

La sección de control debe estar ubicada en un tramo en el cual el flujo sea calmado y, por lo tanto, libre

de turbulencias, y donde la velocidad de la corriente esté ubicada dentro de un rango que pueda ser

registrado por un correntómetro.

El cauce del tramo recto debe estar limpio de malezas o matorrales, de piedras grandes, bancos de

arenas, etc., para evitar imprecisiones en las mediciones de agua. Estos obstáculos hacen más

imprecisas las mediciones en épocas de estiaje.

Tanto agua abajo como aguas arriba, la estación de aforo debe estar libre de la influencia de puentes,

presas o cualquier otra construcción que pueda afectar las mediciones.

El sitio debe ser de fácil acceso para realizar las mediciones.

El aforador deberá contar con el siguiente equipo:



Además el aforador deberá llevar cronómetro, huincha ó flexo, libreta de aforo, lápiz o punta bola.

Debe tener en cuenta que orilla izquierda OI es aquella que si supuestamente nos colocamos en medio

del río mirando aguas abajo se encuentra a nuestra izquierda.

Orilla derecha OD es aquella que si supuestamente nos colocamos en medio del río mirando aguas abajo

se encuentra a nuestra derecha.

Se marcará en el puente las distancias horizontales determinadas por el ancho del río.

En la parte superior de la libreta de aforo se anotará lo siguiente:



Debe dejar en blanco las casillas correspondientes a las alturas de escala y hora dc finalización del aforo,

estaos datos se anotarán cuando finalice el aforo.

Si esta aforando con equipo GURLEY, dc acuerdo a la velocidad del río, utilizará el borne correspondiente

a (1-1), una revolución una señal ó el borne de (5-1), cinco revoluciones una señal.

Al inicio del aforo, anotar la distancia entre el origen y el lugar donde el agua se une con el suelo, se debe

anotar también la profundidad que no siempre es cero.

1.1 NUMERO DE VERTICALES

Dependiendo del ancho del río se tomarán en cuenta la separación entre verticales de acuerdo a la

siguiente tabla:

DESDE HASTA SEPARACIÓN

m.

0.0 1.2 0.30

1.2 3.0 0.40

3.0 5.0 0.50

5.0 8.0 0.70

8.0 12.0 1.00

12.0 18.0 1.00

18.0 25.0 1.50

25.0 35.0 2.00

35.0 50.0 3.00

50.0 70.0 4.00

70.0 adelante 5.00

1 revolución 1 señal

5 revoluciones 1 señal



1.2 NUMERO DE PUNTOS DE MEDICION POR CADA VERTICAL

Considerando que existe una distancia constante entre el escandallo y el molinete de aproximadamente

0.25 m. El aforo se realizará de la siguiente manera:

Verticales de 0.30 m. a 0.60 m.-Se tomará 1 solo punto

Ej. n = 0.30 m.

Verticales de 0.61 m. á 1.20 m.-Se tomarán 2 puntos á 0.2 de h y 0.6 de h

Ejemplo: h = 0.65 m.

Verticales mayores a 1.20 m.-Se tomarán 4 puntos, á 0.2 de h, 0.4 de h, 0.6 de h, y 0.8 de h

1.3 CUANDO LA PROFUNDIDAD INICIAL NO ES CERO

Se tomará como primera vertical la profundidad inicial este dato se lo anota en la 2a columna.

Ejemplo: h = 0.60 metros



La primera vertical de aforo se la tomará aproximadamente a 0.5 ms de la orilla, el espaciamiento de las

siguientes deberá estar de acuerdo al ancho del río.

1.4 CUANDO LA PROFUNDIDAD INICIAL ES CERO

Se tomará como distancia del punto al origen, la distancia entre el origen y el lugar donde el agua se une

al suelo.

Ejemplo: 3.00 metros



De acuerdo al siguiente esquema; se medirá la distancia entre la última vertical de aforo y la orilla

opuesta, con el propósito de completar el área de la sección.

Esquema

Concluido el aforo se deberán completar los espacios en blanco en la parte superior de la libreta de aforo,

anotando la hora en que se terminó el aforo y el nivel del río que indica la escala instalada.

En la parte inferior de la libreta deberá anotar la marca y el número de la hélice y del molinete.



Resumiendo lo expuesto:

Las Distancias entre verticales se las determinará en función del ancho del río. En alturas que estén entre

0.3 m y 0.6 m se tomará un solo punto.

En alturas que estén entre 0.6 y 1.2 m., se tomarán 3 puntos 0.2h, 0.4h y 0.6h En alturas mayores a 1.2 m

se tomarán cuatro puntos 0.2h, 0.4h, 0.6h y 0.8h.

2. Instrumento utilizados.

Molinete A OTT ( élise 1-122642)

wincha

Contador (revoluciones en un determinado tiempo)

Soga (para sostener el molinete)

CONTRAPESO (LASTRE) DE 10 Kg



3. PROCEDIMIENTO:

El conjunto de operaciones que se izo para el cálculo del caudal del rio coata se siguió los siguientes pasos:

TOMA DE DATO DE LA MIRA que fue de 2.12

Se ubico el primer punto 0 que es donde la profundidad del rio es cero

Cada tramo se tomara de referencia de 10 en 10 metros cada tramo

En donde ya existe profundidad se tomo datos como: profundidad del rio, de acuerdo ala misma (si h

es mayor o menos que 1 metro) se tomo como dato las revoluciones en 30segundos, para luego

obtener la velocidad punto mediante una fórmula, también se obtuvo la velocidad vertical y la

velocidad tramo finalmente la velocidad del rio.

Al terminarse los puntos y los tramos que se tomo en cuenta que fueron del punto 0 al punto 17, que

comprende 17 tramos.

Se procedió a la lectura de la mira que es 2.12 aproximado

Nota: los pasos que se siguieron son los que usaron los técnicos del Senamhi y están bien detallados

en la parte de los cálculos.

4. CÁLCULOS Y RESULTADOS.

Lectura de la escala:



Seccionamiento del rio: se procedió a seccionar como se observa en la figura.

TRABAJO DE CAMPO

PUNTO “0”:

A la 5 metros del punto inicial, es donde esta e nivel del agua y se le denominamos punto “0”, donde

la velocidad y la profundidad es cero.

PUNTO “1”:

Ya existe una profundidad h1=0.92 m como es menor que 1 metro, entonces el molinete se le

introducirá a 0.91* 0.6 = 0.552m.

Luego se tomo los datos:

Revoluciones: 71

Tiempo: 30 seg

PUNTO “2”:

La profundidad h2=1.16 como es mayor a 1 metro, se le introducirá el molinete en dos profundidades

distintas.

CORRENTOMETRO

PROFUNDIDAD DE LA OBSERVACIÓN REVOLUCIONES

tiempo

método metros seg

0.2 0.2*1.16=0.232 110 30

0.8 0.8*1.16=0.928 128 30



PUNTO “3”:


distintas.

CORRENTOMETRO


tiempo

método metros seg

0.2 0.2*1.61=0.322 222 30

0.8 0.8*1.61=0.288 211 30

PUNTO “4”:


distintas.

CORRENTOMETRO


tiempo

método metros seg

0.2 0.2*1.92=0.384 207 30

0.8 0.8*1.92=1.536 193 30

Para los demás puntos faltantes se desarrolla de igual forma.

TRABAJO DE GABINETE

En esta parte se calculara las velocidades, la sección y la descarga en cada punto o tramo ya asignado.

PUNTO “0”: en este punto no existe velocidad alguno.

PUNTO “1” Y TRAMO “1”: ya se tienea como dato:

Revoluciones: 71

Tiempo: 30 seg

Mediante la fórmula:

𝑉 = 0.2518 ∗ 𝑁 + 0.024

Además:

𝑁 =𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠

𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

Se obtiene:

VELOCIDADES.

VELOCIDAD EN EL PUNTO:



𝑉𝑥1 = 0.2518 ∗71

30+ 0.024 = 0.620 𝑚/𝑠

VELOCIDAD MEDIA EN LA VERTICAL:

𝑉𝑥1 = 𝑉∗1 = 0.620𝑚/𝑠

VELOCIDAD MEDIA EN EL TRAMO:

𝑉1 =𝑉∗

0+𝑉∗1

2=

0+0.620

2= 0.31𝑚/𝑠

SECCIÓN.

Profundidad media:

𝐻1 =ℎ0 + ℎ1

2=

0 + 0.92

2= 0.46𝑚

Ancho (T1) = 1m

𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 (𝑇1) = 2𝑚

ÁREA.

𝐴1 = 𝐻1 ∗ 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 (𝑇1) = 0.46 ∗ 2 = 0.92𝑚2

DESCARGA.

𝑄1 = 𝐴1 ∗ 𝑉1 = 0.92 ∗ 0.31 = 0.285 𝑚3/𝑠

Se resume en esta tabla:



VELOCIDAD SECCION DESCARGA

EN EL

PUNTO

MEDIA EN

LA

VERTICAL

MEDIA EN

EL TRAMO

PROFUNDIDAD

MEDIA ANCHO AREA CAUDAL

m/seg. m/seg. m/seg. m m m2 m3/seg.

0.620 0.620 0.31 0.46 2 0.92 0.285

PUNTO “2” Y TRAMO “2”:

Para los siguientes puntos el procedimiento es lo mismo.

Final mente se tiene la siguiente tabla en donde se desarrolla todo los puntos y tramos.



RIO

: CO

ATA

ARE

AL

TOTA

L:

236,

64m

2V

ELO

CIA

DA

D M

EDIA

:1,

168

m/s

DES

CARG

A T

OTA

L:30

9,39

0m

3/s

DES

CAR

GA

PUN

TOS

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m/s

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seg

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00

00

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0,55

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300,

620

0,62

0,31

0,46

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920,

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210

1,16

0,2

0,23

211

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043

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0,92

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1,43

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1,28

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,65

31,2

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1,53

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1,35

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0,8

1,34

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1,36

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0,2

0,26

171

301,

459

1,47

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417

1,49

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,921

,118

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1,04

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,65

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20,

412

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,15

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05

0,8

1,6

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300,

972

980

1,95

0,2

0,39

179

301,

526

1,45

51,

237

1,97

510

19,7

524

,428

0,8

1,56

162

301,

384

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0,44

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1,17

41,

124

1,28

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0910

20,9

26,9

46

0,8

1,78

412

530

1,07

3

1110

01,

830,

20,

366

116

300,

998

0,97

21,

048

2,03

1020

,321

,274

0,8

1,46

411

030

0,94

7

1211

01,

60,

20,

3216

730

1,42

61,

375

1,17

41,

715

1017

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32

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1,28

155

301,

325

1312

01,

60,

20,

3215

130

1,29

11,

245

1,31

01,

610

1620

,964

0,8

1,28

140

301,

199

1413

01,

520,

20,

304

132

301,

132

1,21

21,

228

1,56

1015

,619

,164

0,8

1,21

615

130

1,29

1

1514

01,

240,

20,

248

139

301,

191

1,15

31,

182

1,38

1013

,816

,315

0,8

0,99

213

030

1,11

5

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950,

60,

5769

300,

603

0,60

30,

878

1,09

510

10,9

59,

614

1715

20

0,6

00

00

00,

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0,47

52

0,95

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6

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5. OBSERVACION.

Por motivos de que se averió el instrumento (molinete) no se puedo concluir el aforo del rio Coata por lo que

en este informe se trabaja con datos que se obtuvo otra fecha anterior que fueron proporcionados por los

técnicos del senamhi.

El caudal que se obtuvo en los cálculos es un aproximado ya que el caudal un rio siempre esta variando

constantemente.

6. CONCLUSION.

El aforo del rio en esta época fue oportuno ya que el rio tiene un caudal mas grandes; que nos permite tener

datos considerables con los que se puede trabajar adecuadamente. También atribuye a que se pudo aplicar

bien el método de aforo con molinete. Caso contrario pasa cuando no existe bastante caudal y no hay mucho

o nada que calcular debido a que no existen datos considerables.

El caudal del rio Coata que se calculo, fue de 309.39 m3/s este resultado es razonable, debido a que en esta

época los ríos siempre están cargados y son de aguas turbulentas. Además este caudal del rio Coata vendría ser

la suma de caudales del rio Lampa (112.166m3/s) y del rio Cabanillas (208.721m3/s) y es de 320.887 m3/s que

es bastante aproximado; y que son datos que los técnicos midieron ese mismo día.

7. RECOMENDACIÓN.

La recomendación que se hace es en cuando a la cantidad de punto que se ha tomado, que debería de ser más

puntos para tener resultados más exactos.

El tiempo en que toma en aforar el rio debería de ser cuando más rápido se pueda hacer para la toma de los

datos. Ya que el caudal del rio varía mientras pasa el tiempo.

8. APENDICE

Puente donde se aforo



Apuntes de los técnicos





9. BIBLIOGRAFÍA.

Manual del senamhi “instructivo para realizar aforo a molinete”

Documents

AFORO DEL RIO COATA.pdf